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静止在匀强磁场中的U核,发生α衰变后生成Th核,衰变后的α粒子速度方向垂直于磁场方向,则以下结论中正确的是(  )
①衰变方程可表示为:U=Th+He
②衰变后的Th核和α粒子的轨迹是两个内切圆,轨道半径之比为1:45
③Th核和α粒子的动能之比为2:117
④若α粒子转了117圈,则Th核转了90圈.
分析:根据电荷数守恒、质量数守恒判断衰变方程的正误,根据动量守恒定律结合带电粒子在磁场中的轨道半径公式,得出轨道半径之比.根据周期公式得出粒子的周期之比.
解答:解:①、根据电荷数守恒、质量数守恒 U→Th+He,不是等于号.故①错误.
②、根据动量守恒定律得,Th核和α粒子的动量大小相等,方向相反,则r=
mv
qB
,知轨道半径等于两粒子的电量之反比,为1:45,因为两粒子电性相同,速度方向相反,轨迹为两个外切圆.故②错误.
③、根据动量守恒定律知,Th核和α粒子的动量大小相等,则动能EK=
P2
2m
,所以动能之比等于质量之反比,为2:117.故③正确.
④、根据周期T=
2πm
qB
,知周期比等于质量和电荷量比值之比,所以Th核和α粒子的周期之比为117:90,所以α粒子转了117圈,则Th核转了90圈.故④正确.
故选:D.
点评:解决本题的关键知道静止在匀强磁场中的
 
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U核衰变时动量守恒,掌握带电粒子在磁场中运动的半道公式与周期公式的应用.
练习册系列答案
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(1)写出该核反应方程.

(2)铀核与α粒子回转半径之比RU∶Rα

(3)α粒子的动能为多少?

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如图所示,静止在匀强磁场中的Li核俘获一个速度为v0=7.7×104 m/s的中子而发生核反应,Li+n→H+He,

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求:(1)H的速度是多大?

(2)在图中画出粒子H和He的运动轨迹,并求它们的轨道半径之比.

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(1)写出衰变的核反应方程.

(2)α粒子和反冲核的动能各是多少?

(3)画出α粒子和反冲核在垂直于纸面向里的匀强磁场中运动轨迹的示意图.

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,静止在匀强磁场中的Li核俘获一个速度为v0=7.7×104m/s的中子而发生核反应,Li+nH+He,若已知He的速度为v2=2.0×104m/s,其方向跟中子反应前的速度方向相同(已知=1 u, =4 u, =3 u)。

    求:(1)H的速度是多大?

  (2)在图中画出粒子H和He的运动轨迹,并求它们的轨道半径之比.

  (3)当粒子He旋转了3周时,粒子H旋转几周?

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